楊　陽(yáng)

(河海大學(xué) 公共管理學(xué)院,南京　211100)

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基于變異系數(shù)的杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展研究

楊陽(yáng)

(河海大學(xué) 公共管理學(xué)院,南京211100)

從系統(tǒng)論角度出發(fā)，結(jié)合杭州市發(fā)展現(xiàn)狀并采取專家咨詢法，建立杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的指標(biāo)體系。運(yùn)用主成分分析法，分別計(jì)算杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)4個(gè)子系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)得分，進(jìn)一步運(yùn)用變異系數(shù)協(xié)調(diào)度模型來(lái)測(cè)算杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)度，結(jié)果表明2000年～2009年協(xié)調(diào)度呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，2010年后協(xié)調(diào)度趨于平穩(wěn)，但4個(gè)子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展仍面臨不小壓力。

人口；資源；環(huán)境；經(jīng)濟(jì)；協(xié)調(diào)發(fā)展

1　引　言

自20世紀(jì)中葉以來(lái)，可持續(xù)發(fā)展成為全世界面臨的共同話題。從系統(tǒng)論角度出發(fā)，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)作為一個(gè)整體的系統(tǒng)，評(píng)價(jià)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度系數(shù)是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)研究很多。在研究區(qū)域上，對(duì)我國(guó)西北、西南、東北等環(huán)境較為脆弱地區(qū)的研究較多，多涉及流域、草原等[1-2]。在具體指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)上，學(xué)者間存在的差異也較大，例如，楊士弘(1994)將系統(tǒng)協(xié)調(diào)性定位為人口與資源環(huán)境間的協(xié)調(diào)[3]；曹舒蕾(2010)等設(shè)計(jì)成資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)[4]；童玉芬(2013)設(shè)計(jì)為人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)四個(gè)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)[5]；此外，還有學(xué)者設(shè)計(jì)為人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)五系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)(陳穎，2007)[2]，等等?？傮w而言，在系統(tǒng)協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)方面，研究取得了很多成果。但也存在一些不足，例如在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)，具體指標(biāo)的選取較為隨意，權(quán)重分配客觀性不足等。此外，對(duì)于東部發(fā)達(dá)省份、地區(qū)的研究較少，且未能對(duì)這些地區(qū)人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。

杭州市地處長(zhǎng)三角南翼，是東部發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平最高的城市之一。改革開(kāi)放以來(lái)，二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行良好，外來(lái)人口流入規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口密度也急劇增加，對(duì)資源、環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文基于杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，從系統(tǒng)論出發(fā)，建立協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用主成分分析法和變異系數(shù)協(xié)調(diào)度模型來(lái)計(jì)算整體系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)得分，并分析子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度系數(shù)，并分析協(xié)調(diào)度上升與下降的原因、提出建議，以期進(jìn)一步提升杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展水平，并為其他東部發(fā)達(dá)地區(qū)人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展指標(biāo)體系設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)度測(cè)算提供參考。

2　研究方法

首先，利用主成分分析對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行降維，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)年份杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展水平的計(jì)算；其次，利用采用變異系數(shù)協(xié)調(diào)度模型來(lái)測(cè)算歷年杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)系數(shù)，根據(jù)協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果實(shí)現(xiàn)杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)分析[5]。

2.1主成分分析方法

假設(shè)X1,X2,...,Xn為經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理的原始指標(biāo)，經(jīng)過(guò)主成分分析后得到的指標(biāo)為Y1,Y2,...,Ym，兩者之間滿足的關(guān)系為，

其中，λ1,λ2,...,λp為X協(xié)方差矩陣Σ的特征值，(a1j,a2j,...,apj),(j=1,2,...,m)為對(duì)應(yīng)的特征向量。

因此，在該步驟中，利用主成分分析，分別將歷年杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)四個(gè)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行降維，并利用降維后的結(jié)果對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，得到降維后的時(shí)間序列，作為各個(gè)子系統(tǒng)的指標(biāo)表示。

2.2變異系數(shù)協(xié)調(diào)度模型

3　杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指標(biāo)體系的建立

3.1杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

杭州市是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的特大城市之一，2015年全市GDP總量達(dá)10 053.58億元，比2014年增長(zhǎng)了10.12%，是全國(guó)第10個(gè)進(jìn)入“萬(wàn)億”方針的城市。人均生產(chǎn)總值達(dá)112 268元，較上年增長(zhǎng)9.1%，在2015年全國(guó)城市人均GDP中居于第九位。經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷上升的同時(shí)，杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的問(wèn)題也日益突出。

作為長(zhǎng)江三角洲重要中心城市和中國(guó)東南部交通樞紐，杭州每年吸引大量外來(lái)流動(dòng)人口。2000年杭州市常住人口為701.7萬(wàn)人，截止到2014年，常住人口增長(zhǎng)至889.2萬(wàn)人，城市密度也由375人/km2增長(zhǎng)至536人/km2。其中，60歲及以上人口占人口的比例由2000年的12.45%增長(zhǎng)至2014年的20.25%，增長(zhǎng)了近8%，人口老齡化速度快速上升。人均預(yù)期壽命也大幅上漲，到2014年已達(dá)到81.56歲。在城鎮(zhèn)化水平方面，人口城鎮(zhèn)化率則是由2000年的26.52%快速增長(zhǎng)至56.48%，年均增長(zhǎng)率達(dá)3.16%。

作為國(guó)際歷史文化名城和國(guó)內(nèi)著名的旅游城市，環(huán)境對(duì)于杭州市的發(fā)展較為關(guān)鍵，且要求較高的資源利用效率。截至2014年，杭州市萬(wàn)元GDP能耗已由2000年的1.28噸標(biāo)準(zhǔn)煤降低至0.48噸標(biāo)準(zhǔn)煤，二氧化硫濃度平均值為0.021mg/m3，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率和污水處理率分別為98.32%和93.9%。此外，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，杭州市人人均建設(shè)用地面積增長(zhǎng)較快，已由2000年的24.25m2/人增長(zhǎng)至2014年的55.690m2/人，人均公園綠地面積也在不斷擴(kuò)大，由2000年的1.3m2/人增加至2014年的7.09m2/人。

3.2指標(biāo)體系的建立

從系統(tǒng)論角度出發(fā)，資源、環(huán)境子系統(tǒng)為人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的自然條件，為自然子系統(tǒng)。人口、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)從資源中獲取生產(chǎn)資料，享受環(huán)境提供的生產(chǎn)空間，同時(shí)向自然排放廢棄物，自然對(duì)于廢棄物進(jìn)行凈化。因而，當(dāng)人口和經(jīng)濟(jì)對(duì)自然的消耗與其在生能力持平(即等于或小于)時(shí)，系統(tǒng)保持穩(wěn)定；反之，系統(tǒng)則會(huì)崩潰。

本研究基于綜合性、客觀性、協(xié)調(diào)性及可操作性的原則，結(jié)合杭州具體狀況，在人口子系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取方面，主要考慮人口規(guī)模、人口結(jié)構(gòu)、人口素質(zhì)三個(gè)方面選取變量，除了城市發(fā)展普遍指標(biāo)外，考慮到杭州市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，將萬(wàn)人發(fā)明專利擁有量作為指標(biāo)納入考核；資源子系統(tǒng)方面，考慮經(jīng)濟(jì)規(guī)模、生產(chǎn)與消費(fèi)、生態(tài)保護(hù)三個(gè)方面選取指標(biāo)變量，杭州市作為著名的旅游城市，人均公共(園)綠地面積作為重要指標(biāo)變量納入體系范圍；環(huán)境子系統(tǒng)方面，考慮污染物排放和環(huán)境治理兩個(gè)方面；經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)方面，考慮到杭州市二三產(chǎn)業(yè)比重較高，經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)推動(dòng)力三個(gè)方面選取變量。此外，指標(biāo)體系設(shè)計(jì)還咨詢了相關(guān)專家，最終選取以下21個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量杭州人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，如表1所示。

表1　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：正負(fù)號(hào)表示該指標(biāo)的屬性，“+”表示正向指標(biāo)，“-”表示負(fù)向指標(biāo)。

4　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)證分析

本文將杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展作為一個(gè)總體系統(tǒng)，并將分系統(tǒng)分為人口子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)。

4.1數(shù)據(jù)收集

根據(jù)《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《杭州市統(tǒng)計(jì)年鑒》、杭州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，對(duì)2000年～2014年杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的21個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，以人口子系統(tǒng)的常住人口密度為例，得到的數(shù)據(jù)收集結(jié)果如圖1所示。

圖1　杭州市2000～2014年常住人口密度Fig.1　Hangzhou resident population density in 2000～2014

4.2杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展水平分析

利用SPSS進(jìn)行主成分分析，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行降維，實(shí)現(xiàn)對(duì)杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的綜合發(fā)展水平分析。

人口子系統(tǒng)第一主成分特征值為5.585，方差貢獻(xiàn)率為93.079%，能解釋6個(gè)原始指標(biāo)93.079%的變異情況，故第一項(xiàng)為主成分；資源子系統(tǒng)第一主成分特征值為2.921，方差貢獻(xiàn)率為73.023%，第二主成分特征值為1.002，方差貢獻(xiàn)率為25.046%，前兩個(gè)主成分共同解釋4個(gè)指標(biāo)98.069%的變異情況；同理，環(huán)境子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)分別提取兩個(gè)、一個(gè)主成分(見(jiàn)表2)。

表2　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)主成分分析特征值和方差貢獻(xiàn)率

根據(jù)SPSS17.0輸出結(jié)果的成分得分系數(shù)矩陣來(lái)計(jì)算每一個(gè)主成分表達(dá)式，用Fij來(lái)表示第i個(gè)子系統(tǒng)提取出第j個(gè)主成分，主成分Fij是各個(gè)子系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)變量的線性組合，主成分Fij的表達(dá)式如表3所示。

表3　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)主成分模型表達(dá)方式

如果把各個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率用矩陣Z表示的話，那么各個(gè)子系統(tǒng)的綜合得分計(jì)算公式表示為：

由各個(gè)子系統(tǒng)主成分的方差貢獻(xiàn)率構(gòu)建人口(U1)、資源(U2)、環(huán)境(U3)和經(jīng)濟(jì)(U4)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)模型：

U1=0.930 79F11

U2=0.730 23F21+0.250 46F22

U3=0.496 70F31+0.283 67F32

U4=0.813 64F41

經(jīng)計(jì)算，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)得分如表4所示。

表4　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)得分

4.3杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度計(jì)算

根據(jù)變異系數(shù)協(xié)調(diào)度公式來(lái)計(jì)算杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度系數(shù)，如表5所示。

表5　杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)

根據(jù)協(xié)調(diào)系數(shù)發(fā)展系數(shù)計(jì)算結(jié)果，可以得到杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度的時(shí)間序列趨勢(shì)，如圖2所示。

圖2　杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度趨勢(shì)圖Fig.2　Hangzhou Population, Resources, Environment and Economy Coordination trend in 2000～2014

5　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度結(jié)果分析

如圖2所示，杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度呈上升趨勢(shì)，協(xié)調(diào)指數(shù)從2000年的0.427上升到2014年的0.815，系統(tǒng)協(xié)調(diào)狀況向好發(fā)展。杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度變化可以分為兩個(gè)階段：

第一階段(2000年～2009年)：波動(dòng)上升。具體可細(xì)分為兩部分：第一部分，2000年～2002年，快速上升，由0.427上升至0.772，在這一時(shí)期，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)均呈現(xiàn)良好的增長(zhǎng)趨勢(shì)，由不協(xié)調(diào)上升到中等協(xié)調(diào)。第二部分，2003年～2009年，協(xié)調(diào)度先大幅下降后緩慢上升。大幅下降原因?yàn)椋?/p>

(1)這一時(shí)期經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)快速發(fā)展，使得各子系統(tǒng)間的差距越來(lái)越大，協(xié)調(diào)度下降。

(2)人口、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)都良性運(yùn)行的態(tài)勢(shì)下，資源子系統(tǒng)的得分卻在下降，難以與其他子系統(tǒng)發(fā)展相匹配。其中，人均水資源總量下降，人均公共(園)綠地面積水平低，難以滿足這一時(shí)期大量流動(dòng)人口涌入的發(fā)展需求。

后期緩慢上升的原因：各子系統(tǒng)得分均呈現(xiàn)良好的趨勢(shì)，與此同時(shí)，杭州市二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與就業(yè)結(jié)構(gòu)得以改善，經(jīng)濟(jì)對(duì)環(huán)境的依賴程度減輕，對(duì)于環(huán)境的壓力也隨之變小。

第二階段(2010年～2014年)：趨于平穩(wěn)。這一時(shí)期協(xié)調(diào)度始終保持在0.80～0.89區(qū)間內(nèi)，處于良好協(xié)調(diào)水平。原因?yàn)椋哼@一時(shí)期經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展迅猛，人口子系統(tǒng)發(fā)展次之，均呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)，資源子系統(tǒng)與環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展速度較之趨緩，但總體協(xié)調(diào)度趨于穩(wěn)定。具體原因?yàn)椋?/p>

(1)人口子系統(tǒng)發(fā)展的快速提高得益于青壯年勞動(dòng)力涌入稀釋了老齡化程度，提升城鎮(zhèn)化水平，協(xié)調(diào)了人口結(jié)構(gòu)；人均預(yù)期壽命、萬(wàn)人發(fā)明專利擁有量都有了不同程度的提高，人口素質(zhì)得以提升，促進(jìn)了人口子系統(tǒng)的發(fā)展，但人均受教育年限程度仍不高，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

(2)資源子系統(tǒng)得分相對(duì)較低，人均農(nóng)作物播種面積、人均公園綠地面積等指標(biāo)趨于穩(wěn)定水平。環(huán)境子系統(tǒng)與資源子系統(tǒng)一致，由于人口與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平出現(xiàn)了較大的波動(dòng)，環(huán)境和資源略有滯后，但總體趨于穩(wěn)定。

(3)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也不可避免的為資源和環(huán)境子系統(tǒng)的發(fā)展造成壓力，尤其是在人口的生產(chǎn)與消費(fèi)、環(huán)境治理與生態(tài)保護(hù)方面。

因而，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，杭州市在保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，要重視人口、資源與環(huán)境發(fā)展同其相匹配。人口方面，要著力提升人均受教育水平，提升人口素質(zhì)；資源方面，要保障人均擁有資源適量，尤其是人均農(nóng)作物播種面積和人均公共(園)綠地面積兩個(gè)指標(biāo)；在環(huán)境方面，要重視工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)，提升環(huán)境治理水平。

[1]馬巾英.東江湖庫(kù)區(qū)水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)及協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J].經(jīng)濟(jì)地理,2015,(11):184-189.

[2]陳穎.青海省人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J].西北人口,2007,(9):25-30.

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[4]曹舒蕾.云南省人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)研究[D].昆明:云南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2010.

[5]童玉芬,劉長(zhǎng)安.北京市人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境關(guān)系的協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)[J].人口與發(fā)展,2013,(19):44-51.

[6]張效莉,黃碩林.人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度測(cè)算原理及應(yīng)用[M].北京:環(huán)境科學(xué)出版社,2008.

Study on Coordinated Development of Population, Resources, Environment and Economy in Hangzhou based on Variation Coefficient

YANG Yang

(CollegeofPublicAdministrationHohaiUniversity,Nanjing211100，China)

On the basis of system theory, according to current developing situation of Hangzhou city and expert advices, this paper established comprehensive evaluation index system for population, resources, environment and economy coordinated development. By using principal component analysis, calculate the comprehensive evaluation score of four subsystems which are population, resources, environment and economy . Using the variation coefficient of coordination degree model to measure the coordination degree of city population, resources, environment and economic development. The result showed that the system coordination degree during 2000 to 2009 present rising trend, after 2010, it stays stable, but the coordinated development of the four subsystems is still faced with pressure.

Population; resources; environment; economy; coordinated development.

2016-05-27

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“人口老齡化背景下家庭養(yǎng)老支持系統(tǒng)及政策研究”(2014B09 514)。

楊陽(yáng)(1993-)，女，山東濰坊人，河海大學(xué)2014級(jí)社會(huì)保障專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樯鐣?huì)保障理論與實(shí)踐。

X196

A

1001-3644(2016)05-0067-06